Co je pneumatický uchopovač: 9 odpovědí, které byste měli vědět

by

Předmět diskuse: Pneumatický chapač a jeho vlastnosti

Co je to Gripper?

A chapadlo je pohybový mechanismus, který napodobuje lidská gesta, například konečky prstů. Chapadlo je nástroj, který udržuje předmět na místě, aby se s ním dalo pohybovat. Je schopen držet a uvolňovat entitu při provádění operace. „Čelisti“ chapadla jsou pokročilé vlastní nástroje používané k uchopení cíle.

Jaký je rozdíl mezi vnitřními chapadly a vnějšími chapadly?

Chapadla mohou provádět dva různé typy akcí:

  • Externí: Toto je nejčastěji používaný způsob uchovávání artefaktů, protože je nejpřímější a má nejmenší délku tahu. Když se čelisti chapadla zavřou, zavírací síla chapadla uzamkne cíl na místě.
  • Vnitřní: Geometrie objektu nebo potřeba dosáhnout exteriéru objektu může v některých aplikacích vyžadovat držení věci ze středu. Otevírací síla chapadla by v této situaci vlastnila objekt.

Co je to pneumatický chapač?

Definice pneumatického chapadla

Pneumatický chapač je typ pneumatického pohonu, který využívá buď paralelní, resp úhlový pohyb povrchů pro uchopení předmětu, často známých jako „nástrojové čelisti nebo prsty“. Chapadlo může být použito jako součást mechanismu „pick and place“, který umožňuje, aby byl produkt zvednut a umístěn někde jinde během konstrukčního procesu v kombinaci s jinými pneumatickými, mechanickými nebo hydraulickými komponenty.

Pneumaticky ovládané chapadlo je nejčastěji používaným chapadlem; je to v podstatě válec, který pracuje na stlačený vzduch. Když je k dispozici vzduch, čelisti chapadla se zavřou o předmět a pevně ho uchopí, když se provádí jakákoli akce, a chapadlo věc uvolní, když se posune směr vzduchu. Typické aplikace zahrnují změnu směru objektu nebo jeho přesun, jako v operaci výběru a umístění.

Jak funguje pneumatický chapač? | Pneumatický design chapadla

Chapadla jsou obvykle k dispozici ve dvou konfiguracích čelistí: úhlové a rovnoběžné. Výraz paralelní označuje, že uchopovací povrchy čelistí zůstávají rovnoběžné během celého pohybu chapadla.

Primární spojovací nebo přepínací zařízení připojené k pístní tyči, které je připojeno k jedné z čelistí chapadla, je nejjednodušší z úhlových provedení a druhá čelist je připojena k protilehlému spoji. Základní mechanismus úhlového uchopení je tvořen těmito dvěma protilehlými čelistmi. Se správným nástrojem a konstrukcí může tento druh chapadla poskytnout velkou sílu v nepříjemné situaci.

Síla se rovná vyvíjenému tlaku na píst, jakož i délce spojky nebo páky a rozměru nástroje připojeného k čelisti, což je obvykle úvodní páka. Jednou z nevýhod tohoto lineárního typu pohybu čelistí chapadla je to, že může uchopit pouze malý počet dílů kvůli nedostatku pokročilých nástrojů.

Třetí nebo dokonce čtvrtá, čelist může být přidána k tomuto úhlovému chapadlu pro definování střední osy nebo oblasti uchopení. Paralelní pneumatické chapadlo je další konstrukce nebo model pneumatického chapadla, který využívá jeden z mnoha různých stylů mechanismů k přeměně pohybu pístu nebo tyče na paralelní pohyb čelistí.

Hliníková tělesa s různými povrchovými úpravami se používají v konstrukci většiny komerčně dostupných pneumatických chapadel, kde jsou zajištěny další charakteristiky opotřebení a kde je vyžadována odolnost proti korozi, je nutné provést promývání, mohou zahrnovat oceli bez skvrn nebo materiály z umělých plastů.

Pneumatické chapadla přicházejí v různých velikostech, přičemž síly uchopení se pohybují od několika uncí do několika set liber. Schopnost nést určité zatížení není vždy přímo úměrná růstu síly chapadla. Rovněž je třeba vzít v úvahu schopnost ovladače přežít momenty zrcadlené zpět do čelistí chapadla ze sil vytvářených během pohybu. Většina výrobců chapadel nyní poskytuje pomoc při dimenzování ve formě technických příruček pro dimenzování, aplikací pro dimenzování nebo obou.

Pneumatický chapač

Lze použít různé metody, například:

  1. Přímé boční spojení dvou pístů, které vede protilehlé čelisti, které jdou v opačných směrech.
  2. Mechanismus, ve kterém jsou protilehlé čelisti poháněny částí pístní tyče, která se pohybuje na povrchu vačky čelistí.
  3. Hřeben poháněný písty pohání pastorek, který pohání protilehlé čelisti skrz vačkový systém skotského třmenu.
  4. Složitý proces, při kterém části pístu pohání spirálový mechanismus analogický se systémem upínání soustruhu.

Oba tyto paralelní systémy by mohly být konstruovány se třemi nebo více čelistmi k uchopení kruhových nebo neobvykle tvarovaných částí. Paralelní síly chapadla jsou stejné jako aplikované tření, podobně jako úhlové chapadla. Paralelní chapadlo může potřebovat faktory hodnocení v závislosti na délce nástroje připojeného k čelisti kvůli inherentnímu tření uvnitř jejich čelisťových mechanismů.

Síla chapadla

Chapadla mají úroveň síly, která se měří v librách na čtvereční palec odporu vzduchu. Tlak vzduchu ovlivňuje sílu chapadla; například pokud je tlak vzduchu zvýšen o 20%, síla chapadla se zvýší o 20% (až do maximálního jmenovitého tlaku vzduchu chapadla). To také toleruje možnost použití vzduchového regulátoru ke snížení síly chapadla.

Image4

Kde:

  • F = upínací síla jednoho prstu (N).
  • m = hmotnost obrobku (kg).
  • g = Gravitační zrychlení (9.81 m/sXNUMX).
  • a = zrychlení z dynamického pohybu (m / s2).
  • n = počet prstů (n = 2 pro chapač se dvěma prsty; n = 3 pro chapač se třemi prsty).
  • μ = koeficient tření.
  • S = Bezpečnostní faktor.

Senzory

Chcete-li zjistit a spravovat pracovní polohu prstů, senzory lze namontovat vedle pneumatických chapadel. Pneumatické chapadla mohou být vybaveny přibližovacími senzory nebo ovládacími spínači. Mohou být umístěny do drážek těla, jak je vidět na obrázku níže. Tyto senzory mohou snímat, zda jsou prsty otevřené nebo zavřené.

Kritéria pro výběr

  1. Upínací síla: Vzorec v tomto článku by měl být použit k měření silné síly uchopení.
  2. Hmotnost obrobku: Během procesu musí uchopovací síla odolat hmotnosti obrobku.
  3. Tlak vzduchu: Je třeba vzít v úvahu tření vzduchu, protože podstatně ovlivňuje sílu uchopení a ovlivňuje velikost chapadla.
  4. Konfigurace obrobku: Tvar obrobku může rozhodnout, zda se mají použít dva nebo tři prsty. 2 prstové chapadla jsou velmi populární a lze je použít na širokou škálu předmětů. Kulaté nebo válcové tvary lze uchopit třemi prsty.
  5. Typ rukojeti: V závislosti na obrobku může mít chapadlo vnější nebo vnitřní rukojeť.
  6. Životní prostředí: Pneumatická chapadla by měla být volena podle provozního prostředí, které nemusí být vhodné pro nebezpečné situace.

Jaká je hlavní charakteristika pneumatických chapadel?

Většina pneumatických chapadel je konstruována jako dvojčinná. K jejich otevření a zavření lze použít stlačený vzduch. S touto funkcí je také možné vnitřní a vnější upnutí. V případě chybějícího odporu vzduchu poskytnou dvojčinné chapadla pružinový pomocný mechanismus pro držení obrobku.

Schéma pneumatického chapadla

Pneumatický uchopovač
Zdroj obrázku: „Paralelní pneumatický chapač“ by moje obrázky je licencován pod CC BY-NC-SA 2.0

Pneumatické typy chapadel

Modely chapadel se 2 čelistmi a úhlovými úhlovými chapači jsou nejběžnějšími typy pneumatických chapadel. Paralelní chapadla jsou nejběžnější chapadla, protože se otevírají a zavírají rovnoběžně s předmětem, který by nesli. Je s nimi nejjednodušší pracovat a mohou se přizpůsobit rozměrovým rozdílům. Úhlové chapadla potřebují více prostoru, když radiálně odklápí čelisti od předmětu. Pro přesnější manipulaci jsou k dispozici také tři čelisti a přepínací chapadla.

Kromě toho lze pneumatická chapadla klasifikovat podle činnosti uchopovacích prstů, uchopovacího mechanismu a nastavení. Mezi nejběžnější patří následující:

Pneumatické chapače se dvěma prsty a se třemi prsty

Nejoblíbenější chapadla jsou pneumatická chapadla pro dva prsty. Prsty lze umístit na dvě různá místa. Konce prstů se otevírají a zavírají synchronizovaným pohybem proti střední ose chapadla. 3 prstové chapadla jsou ideální pro manipulaci s kruhovými povrchy, protože mají pevnější stisk než 2 prsty. Prsty lze umístit na tři různá místa. Prsty chapadla se otevírají a zavírají ve směru středové osy chapadla. Na rozdíl od chapadel se dvěma prsty mají tři prsty větší ochranu a přesné centrování.

Jednočinný pneumatický chapač | Dvojčinný pneumatický chapač

K dispozici jsou jednočinné nebo dvojčinné pneumatické chapadla. U jednočinných pneumatických chapadel se používá pružina, která pomáhá tlačit v jednom směru. Většina pneumatických chapadel je zamýšlena jako dvojčinná. K jejich otevření a zavření lze použít stlačený vzduch. S touto funkcí je také možné vnitřní a vnější upnutí. V případě, že chybí odpor vzduchu, poskytnou dvojčinné chapadla pružinový pomocný mechanismus pro držení obrobku.

Pneumatický magnetický chapač

Manipulace s feromagnetickými materiály je možná pomocí magnetických chapadel. V jádrech chapadel jsou instalovány permanentní magnety. Magnet lze použít k přizpůsobení rozsahu velikostí předmětů v závislosti na jeho hmotnosti. Stojí za zmínku, že permanentní magnety ztrácejí své magnetické vlastnosti při vyšších teplotách (nad 150 ° C).

Na základě tvaru prstů

Prsty pneumatického chapadla uchopí ve většině případů tuhost. Tyto prsty však mohou být vytvořeny různými způsoby, aby se minimalizovala velikost a síla uchopení požadovaná pro aplikaci. Forma obklopující a zadržující zlepšuje stabilitu přilnavosti při současném snížení potřebné síly. Na obrázku níže je znázorněno několik typických tvarů prstů.

Založeno na opakovatelnosti

Opakovatelnost chapadla je ukazatelem jeho schopnosti dosáhnout optimální přesnosti umístění. V závislosti na počtu číslic a rychlosti akce mohou mít pneumatické chapadla různé úrovně opakovatelnosti. Ve výsledku musí být vypočítána opakovatelnost v závislosti na potřebách přesnosti aplikace.

Aplikace pneumatického chapadla

Pneumatické chapadla často používají následující společnosti:

  1. Robotika
  2. Výroba zdravotnických prostředků
  3. Biotechnologický a farmaceutický průmysl
  4. Vstřikování plastů
  5. Zpracování v laboratoři
  6. Automatizované systémy

Výhody pneumatického chapadla

Ačkoli paralelní chapadlo může být o něco dražší než ekvivalentní úhlová konstrukce, ostatní jej považují za lepší než úhlový typ, protože jej lze také použít k uchopení enormního rozsahu velikostí komponent bez úpravy připojeného nástroje.

Schopnost fungovat jako dvojčinné válce je další výhodou úhlových i paralelních pneumatických chapadel. Ve výsledku je lze použít k uchopení vnějších nebo vnitřních vlastností součásti. Možné jsou také jednočinné modely s vratnou pružinou. Další varianta používá pružiny, které pomáhají při sevření ovládání, což umožňuje mnohem větší silovou schopnost v menším prostoru.

Níže uvádíme některé ze specifických výhod pneumatických chapadel:

  1. Lehká váha
  2. Rozpočet přátelský
  3. Silná uchopovací síla
  4. Schopnost uchopit širokou škálu konfigurací obrobků
  5. Nastavitelná síla uchopení

Také čtení: